基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法及其產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法及其產(chǎn)品，首先通過建立直廓環(huán)面蝸桿分度圓、齒頂圓、齒根圓的數(shù)學(xué)建模，其次根據(jù)以上數(shù)學(xué)建模建立直廓環(huán)面蝸桿齒廓形狀的數(shù)學(xué)建模，最后在數(shù)控機(jī)床中根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型編寫數(shù)控車削加工宏程序進(jìn)行直廓環(huán)面蝸桿的加工。采用本發(fā)明所提供的加工方法，不僅縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，而且具有加工精度高、制造工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可作為實(shí)際生成的應(yīng)用與推廣。
【專利說明】基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法及其產(chǎn)品 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及一種加工直廓環(huán)面蝸桿的方法，具體涉及一種基 于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法及產(chǎn)品。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 蝸輪蝸桿傳動(dòng)是主動(dòng)件與從動(dòng)件相互嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。其具有傳動(dòng)比 大、良好的自鎖性、結(jié)構(gòu)緊湊、分度準(zhǔn)確性高、承載能力大、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，因此在 現(xiàn)代汽車減速器、輕載重載機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)蝸桿的形狀不同，通常將蝸輪蝸 桿傳動(dòng)分為三種類型：一是圓柱蝸桿傳動(dòng)；二是直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)；三是錐蝸桿傳動(dòng)，其中 直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)與其他蝸桿傳動(dòng)從嚙合原理上比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：齒面瞬時(shí)接觸線與相 對(duì)速度方向接近，有利于油膜形成，降低摩擦系數(shù)，提高傳動(dòng)效率；直廓環(huán)面蝸桿共軛齒面 在接觸位置曲率接近，有利于降低齒面接觸應(yīng)力；蝸桿蝸輪互相包圍，同時(shí)參加嚙合的齒數(shù) 多，從而降低單齒載荷，提高承載能力；蝸桿螺旋面修形，易形成油膜，并早期形成穩(wěn)定的嚙 合齒面。以上諸多優(yōu)點(diǎn)使得直廓環(huán)面蝸桿尤其適用于重載嚙合，廣泛應(yīng)用在冶金設(shè)備等重 型機(jī)械中。
[0003] 然而直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)應(yīng)用于減速機(jī)時(shí)，減速機(jī)在工作中，由于蝸輪減速及蝸輪 和機(jī)殼溫差，使減速機(jī)的準(zhǔn)確度降低，為了改善直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑狀況，降低摩擦系 數(shù)，提高傳動(dòng)效率和承載能力，就需使直廓環(huán)面蝸桿副的嚙合區(qū)產(chǎn)生高壓油膜，鑒于直廓環(huán) 面蝸桿副在嚙合過程中齒側(cè)間隙較小，通常需要對(duì)齒面修型才能達(dá)到要求。因此直廓環(huán)面 蝸桿的加工問題就成了一大難題，現(xiàn)有技術(shù)中一般通過專用設(shè)備（如旋風(fēng)銑床、多軸車銑 復(fù)合機(jī)床等）對(duì)直廓環(huán)面蝸桿進(jìn)行加工，首先將毛坯采用車削加工獲得初成品，之后采用 磨床對(duì)初成品進(jìn)行齒面精加工修型，采用此方法加工直廓環(huán)面蝸桿不僅制造工藝復(fù)雜，而 且加工的直廓環(huán)面蝸桿尺寸精度不易控制。因此直廓環(huán)面蝸桿傳統(tǒng)的制造工藝和方法，不 僅增加了高昂的生產(chǎn)成本，而且制造工藝復(fù)雜。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供的基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法及其 產(chǎn)品，解決了現(xiàn)有直廓環(huán)面蝸桿加工過程中生產(chǎn)成本高、制造工藝復(fù)雜、加工精度不易控制 的問題。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿 的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] Sll :分別建立直廓環(huán)面蝸桿分度圓、齒頂圓、齒根圓的數(shù)學(xué)建模；
[0007] S12 :根據(jù)步驟Sll建立的數(shù)學(xué)建模建立直廓環(huán)面蝸桿齒廓形狀的數(shù)學(xué)建模；
[0008] S13 :將上述數(shù)學(xué)建模編寫成數(shù)控機(jī)床能夠是別的代碼；
[0009] S14 :將上述編寫的代碼輸入到數(shù)控機(jī)床中；
[0010] S15:采用螺紋車削原理實(shí)現(xiàn)小段螺紋線逐層擬合加工出直廓環(huán)面蝸桿。
[0011] 特別的，所述步驟Sll中的數(shù)學(xué)模型根據(jù)如下公式建立：
【權(quán)利要求】
1. 基于數(shù)學(xué)建模宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法，其特征在于，包括以下步驟： 511 :分別建立直廓環(huán)面蝸桿分度圓、齒頂圓、齒根圓的數(shù)學(xué)建模； 512 :根據(jù)步驟Sll建立的數(shù)學(xué)建模建立直廓環(huán)面蝸桿齒廓形狀的數(shù)學(xué)建模； 513 :將上述數(shù)學(xué)建模編寫成數(shù)控機(jī)床能夠是別的代碼； 514 :將上述代碼輸入到數(shù)控機(jī)床中； 515 :采用螺紋車削原理實(shí)現(xiàn)小段螺紋線逐層擬合加工出直廓環(huán)面蝸桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學(xué)模型宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法，其特征在 于，所述步驟Sll中的數(shù)學(xué)模型根據(jù)圖1建立如下公式：
其中，點(diǎn)（x、y)為數(shù)學(xué)建模中坐標(biāo)系的坐標(biāo)，r為圓的半徑，Θ為圓上的點(diǎn)（x，y)與坐 標(biāo)系原點(diǎn)以及X軸所形成的夾角，即圓心角，逆時(shí)針取正，順時(shí)針取負(fù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)學(xué)模型宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法，其特征在 于，所述步驟S12中的數(shù)學(xué)模型根據(jù)圖2、圖3建立如下公式： V
其中，公式（3)為直廓環(huán)面蝸桿齒廓右側(cè)齒廓線的建模公式，公式（4)為直廓環(huán)面 蝸桿齒廓左側(cè)齒廓線的建模公式，X、y、z為數(shù)學(xué)建模中坐標(biāo)系的坐標(biāo)，r為圓的半徑， P導(dǎo)程^為刀具在齒廓中心線與分度圓交點(diǎn)時(shí)，在齒廓線上與水平 Aiax切削深度 方向形成的夾角，即齒廓中心輪廓角。
4. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的基于數(shù)學(xué)模型宏程序加工直廓環(huán)面蝸桿的方法加工 的直廓環(huán)面蝸桿。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104308279SQ201410423853
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】薛明 申請(qǐng)人:薛明